Asante kwa kutembelea Nature.com.Toleo la kivinjari unachotumia lina uwezo mdogo wa kutumia CSS.Kwa matumizi bora zaidi, tunapendekeza utumie kivinjari kilichosasishwa (au uzime Hali ya Upatanifu katika Internet Explorer).Wakati huo huo, ili kuhakikisha usaidizi unaoendelea, tutatoa tovuti bila mitindo na JavaScript.
Chuma cha pua kinachotumiwa sana na matoleo yake yaliyotengenezwa hustahimili kutu katika hali ya mazingira kutokana na safu ya upitishaji inayojumuisha oksidi ya chromium.Kutu na mmomonyoko wa chuma ni jadi kuhusishwa na uharibifu wa tabaka hizi, lakini mara chache katika ngazi microscopic, kulingana na asili ya inhomogeneity uso.Katika kazi hii, heterogeneity ya kemikali ya uso wa nanoscale inayogunduliwa na hadubini ya kuona na uchanganuzi wa kemia bila kutarajia hutawala mtengano na kutu ya ceriamu iliyovingirwa baridi iliyorekebishwa super duplex chuma cha pua 2507 (SDSS) wakati wa tabia yake ya ubadilikaji moto.upande mwingine.Ingawa hadubini ya picha elektroni ya X-ray ilionyesha ufunikaji sawia wa safu asilia ya Cr2O3, SDSS iliyoviringishwa baridi ilionyesha matokeo duni kutokana na usambazaji uliojanibishwa wa nanoislands tajiri ya Fe3+ kwenye safu ya oksidi ya Fe/Cr.Maarifa haya katika kiwango cha atomiki hutoa uelewa wa kina wa kutu ya chuma cha pua na yanatarajiwa kusaidia kukabiliana na ulikaji wa metali za aloi sawa.
Tangu kuvumbuliwa kwa chuma cha pua, upinzani wa kutu wa aloi za ferrochromium umehusishwa na chromium, ambayo huunda oksidi/oksihidroksidi kali inayoonyesha tabia ya kupita katika mazingira mengi.Ikilinganishwa na chuma cha pua cha kawaida (austenitic na ferritic), chuma cha pua cha super duplex (SDSS) na upinzani bora wa kutu vina sifa bora za mitambo1,2,3.Kuongezeka kwa nguvu za mitambo huruhusu miundo nyepesi na ngumu zaidi.Kinyume chake, SDSS ya kiuchumi ina ukinzani mkubwa dhidi ya shimo na kutu kwenye nyufa, hivyo kusababisha maisha marefu ya huduma na matumizi mapana zaidi katika udhibiti wa uchafuzi wa mazingira, vyombo vya kemikali, na sekta ya mafuta na gesi ya pwani4.Hata hivyo, anuwai nyembamba ya joto la matibabu ya joto na uundaji duni huzuia matumizi yake makubwa ya vitendo.Kwa hivyo, SDSS imerekebishwa ili kuboresha sifa zilizo hapo juu.Kwa mfano, marekebisho ya Ce na nyongeza za juu za N 6, 7, 8 zilianzishwa mwaka 2507 SDSS (Ce-2507).Mkusanyiko unaofaa wa kipengele cha ardhi adimu cha 0.08 wt.% (Ce) una athari ya manufaa kwa sifa za kiufundi za DSS, kwani inaboresha uboreshaji wa nafaka na nguvu ya mpaka wa nafaka.Ustahimilivu wa uvaaji na kutu, nguvu ya mkazo na nguvu ya mavuno, na uwezo wa kufanya kazi moto pia umeboreshwa9.Kiasi kikubwa cha nitrojeni kinaweza kuchukua nafasi ya maudhui ya nikeli ghali, na kufanya SDSS kuwa na gharama nafuu10.
Hivi majuzi, SDSS imeharibika kwa plastiki kwa viwango tofauti vya joto (joto la chini, baridi na moto) ili kufikia sifa bora za mitambo6,7,8.Hata hivyo, upinzani bora wa kutu wa SDSS ni kutokana na kuwepo kwa filamu nyembamba ya oksidi juu ya uso, ambayo huathiriwa na mambo mengi, kama vile kuwepo kwa awamu nyingi na mipaka tofauti ya nafaka, mvua zisizohitajika na athari tofauti.muundo wa ndani usio na usawa wa awamu mbalimbali za austenitic na ferritic ni deformed 7 .Kwa hivyo, utafiti wa sifa za kikoa kidogo cha filamu kama hizo katika kiwango cha muundo wa kielektroniki ni wa umuhimu muhimu kwa kuelewa kutu ya SDSS na inahitaji mbinu ngumu za majaribio.Hadi sasa, mbinu nyeti zaidi za uso kama vile Auger electron spectroscopy11 na X-ray photoelectron spectroscopy12,13,14,15 pamoja na mfumo mgumu wa photoelectron photoelectron hutofautisha, lakini mara nyingi hushindwa kutenganisha, hali za kemikali za kipengele kimoja katika pointi tofauti katika nafasi kwenye nanoscale.Tafiti kadhaa za hivi majuzi zimeunganisha uoksidishaji wa ndani wa chromium na tabia ya kutu iliyozingatiwa ya vyuma 17 vya austenitic vya pua, vyuma 18 vya martensitic na SDSS 19, 20. Hata hivyo, tafiti hizi zimezingatia zaidi athari za utofauti wa Cr (km, hali ya ukandamizaji wa Cr3+) kwenye upinzani wa oksidi.Heterogeneity ya kando katika hali ya oksidi ya vipengele inaweza kusababishwa na misombo tofauti yenye vipengele sawa vya kawaida, kama vile oksidi za chuma.Misombo hii hurithi ukubwa mdogo wa kusindika thermomechanically karibu karibu na kila mmoja, lakini hutofautiana katika muundo na hali ya oxidation16,21.Kwa hiyo, kufunua uharibifu wa filamu za oksidi na kisha kupiga shimo kunahitaji ufahamu wa inhomogeneity ya uso katika ngazi ya microscopic.Licha ya mahitaji haya, tathmini za kiasi kama vile utofauti wa uoksidishaji wa pembeni, hasa chuma kwenye kipimo cha nano/atomiki, bado hazipo na umuhimu wake kwa ukinzani wa kutu bado haujagunduliwa.Hadi hivi majuzi, hali ya kemikali ya vipengee mbalimbali, kama vile Fe na Ca, ilielezewa kwa kiasi kwenye sampuli za chuma kwa kutumia hadubini laini ya X-ray photoelectron (X-PEEM) katika vifaa vya mionzi ya nanoscale synchrotron.Ikichanganywa na mbinu nyeti za kemikali za ufyonzaji wa mionzi ya X-ray (XAS), X-PEEM huwezesha kipimo cha XAS chenye azimio la juu la anga na spectral, ikitoa maelezo ya kemikali kuhusu utungo wa vipengele na hali yake ya kemikali yenye azimio la anga hadi kwenye kipimo cha nanomita 23.Uchunguzi huu wa kimaadili wa tovuti ya kuanzishwa kwa darubini huwezesha majaribio ya kemikali ya ndani na unaweza kuonyesha mabadiliko ya kemikali ambayo hayakugunduliwa hapo awali katika safu ya Fe.
Utafiti huu unapanua manufaa ya PEEM katika kugundua tofauti za kemikali katika nanoscale na unatoa mbinu ya utambuzi ya uso wa kiwango cha atomiki kwa kuelewa tabia ya kutu ya Ce-2507.Inatumia data ya nguzo ya kemia ya K-njia24 kuweka ramani ya muundo wa kemikali wa kimataifa (heterogeneity) ya vipengele vinavyohusika, huku hali zao za kemikali zikiwakilishwa katika uwakilishi wa takwimu.Tofauti na ulikaji wa kawaida unaosababishwa na kuharibika kwa filamu ya oksidi ya chromium, upenyezaji duni wa sasa na upinzani duni wa kutu unahusishwa na visiwa tajiri vya Fe3+ vilivyojanibishwa karibu na safu ya oksidi ya Fe/Cr, ambayo inaweza kuwa shambulio la oksidi ya kinga.Inaunda filamu mahali na husababisha kutu.
Tabia ya ulikaji ya SDSS 2507 iliyoharibika ilitathminiwa kwanza kwa kutumia vipimo vya kielektroniki.Kwenye mtini.Mchoro wa 1 unaonyesha mikunjo ya Nyquist na Bode kwa sampuli zilizochaguliwa katika miyeyusho yenye maji yenye asidi (pH = 1) ya FeCl3 kwenye joto la kawaida.Electroliti iliyochaguliwa hufanya kazi kama wakala wa vioksidishaji vikali, inayoonyesha tabia ya kuvunjika kwa filamu ya passivation.Ingawa nyenzo hazikupitia uwekaji wa halijoto ya chumba kwa uthabiti, uchanganuzi huu ulitoa maarifa kuhusu matukio yanayoweza kutofaulu na michakato ya baada ya kutu.Mzunguko sawa (Mchoro 1d) ulitumiwa kupatana na spectra ya electrochemical impedance spectroscopy (EIS), na matokeo ya kufaa yanayofanana yanaonyeshwa kwenye Jedwali 1. Miduara ya nusu isiyo kamili ilionekana wakati wa kupima ufumbuzi uliotibiwa na sampuli za kazi za moto, wakati miduara ya nusu iliyoshinikizwa inayofanana ilikuwa imevingirwa baridi (Mchoro 1b).Katika wigo wa EIS, radius ya nusu duara inaweza kuzingatiwa kama upinzani wa ugawanyiko (Rp)25,26.Rp ya suluhisho iliyotibiwa SDSS katika Jedwali la 1 ni takriban 135 kΩ cm-2, hata hivyo kwa SDSS iliyofanya kazi moto na baridi tunaweza kuona maadili ya chini zaidi ya 34.7 na 2.1 kΩ cm–2 mtawalia.Kupungua huku kwa kiasi kikubwa kwa Rp kunaonyesha athari mbaya ya mgeuko wa plastiki kwenye upenyezaji na upinzani wa kutu, kama inavyoonyeshwa katika ripoti za awali 27, 28, 29, 30.
a Nyquist, b, c Impedans ya Bode na michoro ya awamu, na mfano wa mzunguko sawa wa d, ambapo RS ni upinzani wa elektroliti, Rp ni upinzani wa ugawanyiko, na QCPE ni kipengele cha oksidi ya awamu isiyobadilika inayotumiwa kuiga uwezo usio bora (n) .Vipimo vya EIS vilifanywa bila uwezo wa kupakia.
Mipangilio ya utaratibu wa kwanza imeonyeshwa kwenye mchoro wa Bode na ukanda wa juu wa mzunguko unawakilisha upinzani wa electrolyte RS26.Wakati mzunguko unapungua, impedance huongezeka na angle ya awamu hasi hupatikana, inayoonyesha utawala wa capacitance.Angu ya awamu huongezeka, kubaki thamani yake ya juu katika aina mbalimbali za mzunguko, na kisha hupungua (Mchoro 1c).Hata hivyo, katika hali zote tatu thamani hii ya juu bado ni chini ya 90 °, ikionyesha tabia isiyofaa ya capacitive kutokana na mtawanyiko wa capacitive.Kwa hivyo, kipengele cha awamu ya mara kwa mara ya QCPE (CPE) hutumiwa kuwakilisha usambazaji wa uwezo wa uso wa uso unaotokana na ukali wa uso au inhomogeneity, hasa kwa suala la kiwango cha atomiki, jiometri ya fractal, porosity ya electrode, uwezo usio na usawa, na usambazaji wa sasa unaotegemea uso.Jiometri ya elektrodi31,32.Uzuiaji wa CPE:
ambapo j ni nambari ya kufikiria na ω ni masafa ya angular.QCPE ni frequency huru ya mara kwa mara sawia na eneo la wazi la elektroliti.n ni nambari ya nguvu isiyo na kipimo ambayo inaelezea kupotoka kutoka kwa tabia bora ya capacitive ya capacitor, yaani, karibu n ni 1, CPE iliyo karibu zaidi ni uwezo safi, na ikiwa n iko karibu na sifuri, ni upinzani.Mkengeuko mdogo wa n, karibu na 1, unaonyesha tabia isiyofaa ya capacitive ya uso baada ya kupima polarization.QCPE ya SDSS iliyovingirwa baridi ni ya juu zaidi kuliko bidhaa zinazofanana, ambayo ina maana kwamba ubora wa uso ni sare kidogo.
Sambamba na sifa nyingi za kustahimili kutu za vyuma vya pua, maudhui ya Cr ya juu kiasi ya SDSS kwa ujumla husababisha upinzani wa kutu wa hali ya juu wa SDSS kutokana na kuwepo kwa filamu ya oksidi ya kinga inayojilinda kwenye uso17.Filamu hii ya kupita kawaida huwa na oksidi nyingi za Cr3+ na/au hidroksidi nyingi, hasa huunganisha oksidi za Fe2+, Fe3+ na/au (oksi) hidroksidi 33 .Licha ya usawa wa uso sawa, safu ya oksidi ya kupitisha, na hakuna uharibifu unaoonekana juu ya uso, kama inavyobainishwa na picha za microscopic,6,7 tabia ya kutu ya SDSS inayofanya kazi na joto na baridi ni tofauti na kwa hiyo inahitaji uchunguzi wa kina wa muundo mdogo wa deformation na tabia ya kimuundo ya chuma.
Muundo mdogo wa chuma cha pua kilichoharibika ulichunguzwa kwa kiasi kikubwa kwa kutumia X-ray za ndani na synchrotron zenye nishati nyingi (Takwimu za Ziada 1, 2).Uchambuzi wa kina umetolewa katika Taarifa ya Ziada.Ingawa kwa kiasi kikubwa yanahusiana na aina ya awamu kuu, tofauti katika sehemu za kiasi cha awamu zinapatikana, ambazo zimeorodheshwa katika Jedwali la Nyongeza 1. Tofauti hizi zinaweza kuhusishwa na sehemu za awamu zisizo na usawa kwenye uso, pamoja na sehemu za awamu za volumetric zinazofanywa kwa kina tofauti.kugundua kwa kutofautisha kwa X-ray.(XRD) yenye vyanzo mbalimbali vya nishati vya picha za matukio.Sehemu ya juu zaidi ya austenite katika vielelezo vilivyoviringishwa baridi, iliyoamuliwa na XRD kutoka chanzo cha maabara, inaonyesha ustahimilivu bora na ukinzani bora wa kutu35, wakati matokeo sahihi zaidi na ya takwimu yanaonyesha mwelekeo tofauti katika uwiano wa awamu.Aidha, upinzani wa kutu wa chuma pia hutegemea kiwango cha uboreshaji wa nafaka, kupunguza ukubwa wa nafaka, ongezeko la microdeformations na wiani wa dislocation ambayo hutokea wakati wa matibabu ya thermomechanical36,37,38.Vielelezo vya kazi ya moto huonyesha asili ya nafaka zaidi, inayoonyesha nafaka za ukubwa wa micron, wakati pete laini zinazozingatiwa katika vielelezo vya baridi (Kielelezo cha 3 cha Nyongeza) zinaonyesha uboreshaji mkubwa wa nafaka kwa nanoscale katika kazi ya awali6, ambayo inapaswa kuchangia passivation ya filamu.malezi na ongezeko la upinzani wa kutu.Msongamano wa juu wa utengano kawaida huhusishwa na upinzani mdogo kwa shimo, ambayo inakubaliana vyema na vipimo vya electrochemical.
Mabadiliko katika hali ya kemikali ya vikoa vidogo vya vitu vya msingi yamesomwa kwa utaratibu kwa kutumia X-PEEM.Licha ya wingi wa vipengele vya alloying, Cr, Fe, Ni na Ce39 zilichaguliwa hapa, kwa kuwa Cr ni kipengele muhimu cha kuunda filamu ya passivation, Fe ni kipengele kikuu katika chuma, na Ni huongeza passivation na kusawazisha muundo wa awamu ya ferrite-austenitic na madhumuni ya muundo wa Ce.Kwa kurekebisha nishati ya mionzi ya synchrotron, RAS ilifunikwa kutoka kwa uso na sifa kuu za Cr (makali L2.3), Fe (makali L2.3), Ni (makali L2.3) na Ce (makali M4.5).kutengeneza moto na kuviringisha baridi Ce-2507 SDSS.Uchanganuzi ufaao wa data ulifanywa kwa kujumuisha urekebishaji wa nishati na data iliyochapishwa (km XAS 40, 41 kwenye Fe L2, kingo 3).
Kwenye mtini.Kielelezo cha 2 kinaonyesha picha za X-PEEM za kazi ya moto (Mchoro 2a) na baridi-akavingirisha (Kielelezo 2d) Ce-2507 SDSS na kingo sambamba za XAS za Cr na Fe L2,3 katika maeneo yaliyowekwa alama moja moja.Ukingo wa L2,3 wa XAS huchunguza hali za 3d ambazo hazijachukuliwa baada ya msisimko wa picha ya elektroni katika viwango vya mgawanyiko wa obiti 2p3/2 (L3 ukingo) na 2p1/2 (makali ya L2).Taarifa kuhusu hali ya valence ya Cr ilipatikana kutoka kwa XAS kwenye ukingo wa L2,3 kwenye Mchoro 2b, e.Kulinganisha na waamuzi.42,43 ilionyesha kuwa vilele vinne vilizingatiwa karibu na ukingo wa L3, unaoitwa A (578.3 eV), B (579.5 eV), C (580.4 eV) na D (582.2 eV), inayoonyesha octahedral Cr3+, inayofanana na ion Cr2O3.Muonekano wa majaribio unakubaliana na hesabu za kinadharia zinazoonyeshwa katika paneli b na e, zilizopatikana kutoka kwa hesabu nyingi za uga wa fuwele kwenye kiolesura cha Cr L2.3 kwa kutumia sehemu ya fuwele ya 2.0 eV44.Nyuso zote mbili za SDSS zinazofanya kazi kwa moto na zilizoviringishwa kwa baridi zimepakwa safu sare ya Cr2O3.
picha ya mafuta ya X-PEEM ya SDSS iliyoharibika kwa joto inayolingana na ukingo wa b Cr L2.3 na c Fe L2.3, d picha ya joto ya X-PEEM ya SDSS iliyoviringishwa baridi inayolingana na e Cr L2.3 makali na f Fe L2 .3 upande wa makali ( f).Mwonekano wa XAS umepangwa katika nafasi tofauti tofauti zilizo alama kwenye picha za joto (a, d), mistari yenye vitone vya chungwa katika (b) na (e) inawakilisha mwonekano wa XAS ulioiga wa Cr3+ wenye thamani ya uga wa fuwele ya 2.0 eV.Kwa picha za X-PEEM, tumia paleti ya joto ili kuboresha usomaji wa picha, ambapo rangi kutoka bluu hadi nyekundu zinalingana na ukubwa wa ufyonzaji wa X-ray (kutoka chini hadi juu).
Bila kujali mazingira ya kemikali ya vipengele hivi vya metali, hali ya kemikali ya nyongeza ya Ni na Ce alloying vipengele kwa sampuli zote mbili ilibakia bila kubadilika.Mchoro wa ziada.Takwimu 5-9 zinaonyesha picha za X-PEEM na mwonekano unaolingana wa XAS wa Ni na Ce katika nafasi mbalimbali kwenye uso wa vielelezo vinavyoendeshwa kwa joto na baridi.Ni XAS inaonyesha hali ya oxidation ya Ni2+ juu ya uso mzima uliopimwa wa vielelezo vinavyofanya kazi moto na vilivyoviringishwa kwa baridi (Majadiliano ya Ziada).Ikumbukwe kwamba, katika kesi ya sampuli za moto-kazi, ishara ya XAS ya Ce haikuzingatiwa, wakati katika kesi ya sampuli za baridi, wigo wa Ce3 + ulizingatiwa.Uchunguzi wa madoa ya Ce katika sampuli zilizovingirishwa baridi ulionyesha kuwa Ce huonekana hasa katika mfumo wa mvua.
Katika SDSS iliyoharibika kwa joto, hakuna mabadiliko ya kimuundo ya ndani katika XAS kwenye makali ya Fe L2,3 yalionekana (Mchoro 2c).Hata hivyo, sehemu ndogo ya Fe matrix kikanda hubadilisha hali yake ya kemikali katika sehemu saba zilizochaguliwa kwa nasibu za SDSS iliyoviringishwa baridi, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2f.Kwa kuongeza, ili kupata wazo sahihi la mabadiliko katika hali ya Fe katika maeneo yaliyochaguliwa kwenye Mchoro 2f, tafiti za uso wa ndani zilifanyika (Mchoro 3 na Mchoro wa 10 wa ziada) ambapo mikoa ndogo ya mviringo ilichaguliwa.Mwonekano wa XAS wa ukingo wa Fe L2,3 wa mifumo ya α-Fe2O3 na oksidi za oktahedral za Fe2+ ziliigwa kwa hesabu nyingi za uga wa fuwele kwa kutumia sehemu za fuwele za 1.0 (Fe2+) na 1.0 (Fe3+)44. Tunakumbuka kuwa α-Fe2O3 na γ-Fe2O3 zina ulinganifu tofauti wa ndani45,46, Fe3O4 ina mchanganyiko wa Fe2+ & Fe3+,47, na FeO45 kama oksidi ya Fe2+ iliyotenganishwa rasmi (3d6). Tunakumbuka kuwa α-Fe2O3 na γ-Fe2O3 zina ulinganifu tofauti wa ndani45,46, Fe3O4 ina mchanganyiko wa Fe2+ & Fe3+,47, na FeO45 kama oksidi ya Fe2+ iliyotenganishwa rasmi (3d6).Kumbuka kuwa α-Fe2O3 na γ-Fe2O3 zina ulinganifu tofauti wa ndani45,46, Fe3O4 inachanganya Fe2+ na Fe3+,47 na FeO45 katika umbo rasmi la oksidi ya divalent Fe2+ (3d6).Kumbuka kuwa α-Fe2O3 na γ-Fe2O3 zina ulinganifu tofauti wa ndani45,46, Fe3O4 ina mchanganyiko wa Fe2+ na Fe3+,47 na FeO45 hufanya kazi kama oksidi rasmi ya Fe2+ (3d6).Ioni zote za Fe3+ katika α-Fe2O3 zina nafasi za Oh pekee, huku γ-Fe2O3 huwakilishwa na Fe3+ t2g [Fe3+5/3V1/3]km O4 spinel yenye nafasi katika mfano nafasi.Kwa hivyo, ioni za Fe3+ katika γ-Fe2O3 zina nafasi za Td na Oh.Kama ilivyotajwa katika karatasi iliyotangulia, 45 ingawa uwiano wa ukubwa wa hizo mbili ni tofauti, uwiano wao wa ukubwa km/t2g ni ≈1, wakati katika kesi hii uwiano wa kiwango unaozingatiwa mfano/t2g ni takriban 1. Hii haijumuishi uwezekano kwamba katika hali ya sasa ni Fe3+ pekee iliyopo.Kwa kuzingatia kesi ya Fe3O4 iliyo na Fe2+ na Fe3+, kipengele cha kwanza kinachojulikana kuwa na makali dhaifu zaidi ya L3 kwa Fe kinaonyesha hali ndogo (kubwa) isiyo na mtu t2g.Hii inatumika kwa Fe2+ (Fe3+), ambayo inaonyesha kwamba kipengele cha kwanza cha ongezeko kinaonyesha ongezeko la maudhui ya Fe2+47.Matokeo haya yanaonyesha kuwa kuwepo kwa Fe2+ na γ-Fe2O3, α-Fe2O3 na/au Fe3O4 hutawala kwenye uso ulioviringishwa baridi wa viunzi.
Picha zilizopanuliwa za picha za picha za joto za mwonekano wa XAS (a, c) na (b, d) unaovuka ukingo wa Fe L2,3 katika nafasi mbalimbali za anga ndani ya maeneo yaliyochaguliwa 2 na E kwenye Mtini.2d.
Data iliyopatikana ya majaribio (Mchoro 4a na Mchoro wa ziada wa 11) hupangwa na kulinganishwa na data kwa misombo safi 40, 41, 48. Aina tatu tofauti za majaribio ya Fe L-makali ya XAS spectra (XAS- 1, XAS-2 na XAS-3: Mchoro 4a).Hasa, wigo wa 2-a (unaoashiria kama XAS-1) katika Mtini. 3b ukifuatwa na wigo 2-b (unaoitwa XAS-2) ulionekana kwenye eneo lote la ugunduzi, huku miwonekano kama E-3 ilionekana kwenye mchoro 3d (iliyoitwa XAS-3) ilizingatiwa katika maeneo mahususi.Kama kanuni, vigezo vinne vilitumiwa kutambua hali zilizopo za valence katika sampuli iliyo chini ya utafiti: (1) sifa za spectral L3 na L2, (2) nafasi za nishati za sifa L3 na L2, (3) tofauti ya nishati L3-L2., ( 4) uwiano wa kiwango cha L2/L3.Kulingana na uchunguzi wa kuona (Mchoro 4a), vipengele vyote vitatu vya Fe, yaani, Fe0, Fe2+, na Fe3+, vipo kwenye uso wa SDSS chini ya utafiti.Uwiano wa kiwango uliohesabiwa L2/L3 pia ulionyesha kuwepo kwa vipengele vyote vitatu.
mwonekano wa XAS wa Fe ulio na data tatu tofauti za majaribio (laini madhubuti za XAS-1, XAS-2 na XAS-3 zinalingana na 2-a, 2-b na E-3 kwenye Mchoro 2 na 3) Ulinganisho , Octahedrons Fe2+, Fe3+ na thamani za uga za 1.0 eV, eV iliyopimwa, X-5 mtawalia na ASX1. 2, XAS-3) na data inayolingana iliyoboreshwa ya LCF (mstari mweusi thabiti), na pia katika muundo wa mwonekano wa XAS-3 wenye viwango vya Fe3O4 (hali iliyochanganywa ya Fe) na Fe2O3 (Fe3+ safi).
Mchanganyiko wa mstari unaofaa (LCF) wa viwango vitatu vya 40, 41, 48 ulitumiwa kuhesabu muundo wa oksidi ya chuma.LCF ilitekelezwa kwa miwonekano mitatu iliyochaguliwa ya Fe L-edge XAS inayoonyesha utofautishaji wa juu zaidi, yaani XAS-1, XAS-2 na XAS-3, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 4b-d.Kwa fittings za LCF, 10% Fe0 ilizingatiwa katika matukio yote kutokana na ukweli kwamba tuliona daraja ndogo katika data zote, na pia kutokana na ukweli kwamba chuma cha chuma ni sehemu kuu ya chuma. Hakika, kina cha majaribio cha X-PEEM kwa Fe (~6 nm)49 ni kikubwa kuliko unene unaokadiriwa wa safu ya oksidi (kidogo> 4 nm), kuruhusu ugunduzi wa mawimbi kutoka kwa tumbo la chuma (Fe0) chini ya safu ya upitishaji. Hakika, kina cha majaribio cha X-PEEM kwa Fe (~6 nm)49 ni kikubwa kuliko unene unaokadiriwa wa safu ya oksidi (kidogo> 4 nm), kuruhusu ugunduzi wa mawimbi kutoka kwa tumbo la chuma (Fe0) chini ya safu ya upitishaji. Действительно, пробная глубина X-PEEM для Fe (~ 6 нм)49 больше, чем предполагаемая толщина слоя окисления (немного > 4 siku), na железной матрицы (Fe0) под пассивирующим слоем. Hakika, kina cha uchunguzi wa X-PEEM kwa Fe (~ 6 nm) 49 ni kubwa zaidi kuliko unene unaofikiriwa wa safu ya oxidation (kidogo> 4 nm), ambayo inafanya uwezekano wa kuchunguza ishara kutoka kwa tumbo la chuma (Fe0) chini ya safu ya passivation.事实上， X-PEEM 对Fe（~6 nm）49的检测深度大于估计的氧化层厚度（略> 4 nm），允许检测(Fe0)的信号.事实上 ， X-PEEM 对 Fe (~ 6 nm） 49 的 检测 深度 大于 的 氧化层 厚度 略 略> 4 nm） 允方 允杀 4 nm铁基体 (fe0) 的。 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号Фактически, глубина обнаружения Fe (~ 6 нм) 49 с помощью X-PEEM больше, чем предполагаемая толщина оксидного слоя (немого > 4 песни) нал от железной матрицы (Fe0) ниже пассивирующего слоя. Kwa kweli, kina cha utambuzi wa Fe (~ 6 nm) 49 kwa X-PEEM ni kubwa zaidi kuliko unene unaotarajiwa wa safu ya oksidi (kidogo> 4 nm), ambayo inaruhusu kutambua ishara kutoka kwa tumbo la chuma (Fe0) chini ya safu ya kupitisha. .Michanganyiko mbalimbali ya Fe2+ na Fe3+ ilifanywa ili kupata suluhisho bora zaidi kwa data ya majaribio iliyozingatiwa.Kwenye mtini.4b inaonyesha wigo wa XAS-1 wa mchanganyiko wa Fe2+ na Fe3+, ambapo uwiano wa Fe2+ na Fe3+ ulikuwa sawa kwa takriban 45%, ikionyesha hali mchanganyiko za oksidi za Fe.Wakati kwa wigo wa XAS-2, asilimia ya Fe2+ na Fe3+ inakuwa ~30% na 60%, mtawalia.Fe2+ ​​ni chini ya Fe3+.Uwiano wa Fe2+ hadi Fe3, sawa na 1:2, inamaanisha kwamba Fe3O4 inaweza kuundwa kwa uwiano sawa kati ya ioni za Fe.Kwa kuongeza, kwa wigo wa XAS-3, asilimia ya Fe2+ na Fe3+ inakuwa ~10% na 80%, ambayo inaonyesha ubadilishaji wa juu wa Fe2+ hadi Fe3+.Kama ilivyoelezwa hapo juu, Fe3+ inaweza kutoka kwa α-Fe2O3, γ-Fe2O3 au Fe3O4.Ili kuelewa chanzo kinachowezekana zaidi cha Fe3+, wigo wa XAS-3 ulipangwa kwa viwango tofauti vya Fe3+ kwenye Mchoro 4e, ikionyesha kufanana na viwango vyote viwili wakati wa kuzingatia kilele B.Hata hivyo, ukali wa kilele cha bega (A: kutoka Fe2+) na uwiano wa B/A unaonyesha kuwa wigo wa XAS-3 uko karibu, lakini hauwiani na wigo wa γ-Fe2O3.Ikilinganishwa na wingi γ-Fe2O3, kilele cha Fe 2p XAS cha A SDSS kina nguvu ya juu kidogo (Mchoro 4e), ambayo inaonyesha kiwango cha juu cha Fe2+.Ingawa wigo wa XAS-3 ni sawa na ule wa γ-Fe2O3, ambapo Fe3+ iko katika nafasi za Oh na Td, utambuzi wa hali tofauti za valence na uratibu pekee kwenye ukingo wa L2,3 au uwiano wa ukubwa wa L2/L3 unasalia kuwa mada ya utafiti unaoendelea.majadiliano kutokana na uchangamano wa mambo mbalimbali yanayoathiri wigo wa mwisho41.
Kando na tofauti za spectral katika hali ya kemikali ya maeneo yaliyochaguliwa ya kuvutia yaliyoelezwa hapo juu, utofauti wa kemikali wa kimataifa wa vipengele muhimu Cr na Fe pia ulitathminiwa kwa kuainisha mwonekano wote wa XAS uliopatikana kwenye uso wa sampuli kwa kutumia mbinu ya kuunganisha ya K-njia.Profaili za Cr L edge huunda nguzo mbili bora zinazosambazwa anga katika vielelezo vinavyofanya kazi moto na vilivyoviringishwa kwa baridi vilivyoonyeshwa kwenye Mtini.5. Ni wazi kwamba hakuna mabadiliko ya kimuundo ya ndani yanachukuliwa kuwa sawa, kwa kuwa sentimita mbili za mwonekano wa XAS Cr zinaweza kulinganishwa.Maumbo haya ya kuvutia ya makundi mawili yanakaribia kufanana na yale yanayolingana na Cr2O342, ambayo ina maana kwamba tabaka za Cr2O3 zimepangwa kwa uwiano sawa kwenye SDSS.
Cr L K-inamaanisha makundi ya eneo la ukingo, na b ni viini vya XAS vinavyolingana.Matokeo ya K-njia ya X-PEEM ulinganisho wa SDSS iliyoviringishwa kwa baridi: c Cr L2.3 eneo la makali ya nguzo za K-njia na d sehemu zinazolingana za XAS.
Ili kuonyesha ramani changamano zaidi za ukingo wa FeL, nguzo nne na tano zilizoboreshwa na centroids zinazohusiana nazo (wasifu wa spectral) zilitumika kwa vielelezo vya kazi moto na vilivyoviringishwa kwa baridi, mtawalia.Kwa hiyo, asilimia (%) ya Fe2+ na Fe3+ inaweza kupatikana kwa kuweka LCF iliyoonyeshwa kwenye Mchoro.4.Uwezo wa pseudoelectrode Epseudo kama kazi ya Fe0 ilitumiwa kufichua utofauti wa kemikali ndogo ya filamu ya oksidi ya uso.Epseudo inakadiriwa na sheria ya kuchanganya,
ambapo \(\rm{E}_{\rm{Fe}/\rm{Fe}^{2 + (3 + )}}\) ni sawa \(\rm{Fe} + 2e^ - \ hadi \rm { Fe}^{2 + (3 + )}\), 0.440 na 0.036 V, mtawalia.Mikoa yenye uwezo mdogo ina maudhui ya juu ya kiwanja cha Fe3+.Usambazaji unaowezekana katika sampuli zilizoharibika kwa joto una tabia ya safu na mabadiliko ya juu ya takriban 0.119 V (Mchoro 6a, b).Usambazaji huu unaowezekana unahusiana kwa karibu na topografia ya uso (Mchoro 6a).Hakuna mabadiliko mengine yanayotegemea nafasi katika mambo ya ndani ya msingi ya laminar yalizingatiwa (Mchoro 6b).Kinyume chake, kwa uunganisho wa oksidi tofauti na yaliyomo tofauti ya Fe2 + na Fe3 + katika SDSS iliyopigwa baridi, mtu anaweza kuchunguza hali isiyo ya kawaida ya pseudopotential (Mchoro 6c, d).Fe3+ oksidi na/au (oxy) hidroksidi ni viambajengo vikuu vya kutu katika chuma na vinaweza kupenyeza oksijeni na maji50.Katika kesi hii, visiwa vyenye utajiri wa Fe3+ vinachukuliwa kuwa vinasambazwa ndani na vinaweza kuzingatiwa kama maeneo yaliyo na kutu.Wakati huo huo, gradient katika uwanja unaowezekana, badala ya thamani kamili ya uwezo, inaweza kutumika kama kiashiria cha ujanibishaji wa tovuti zinazofanya kazi kutu.Usambazaji huu usio sawa wa Fe2+ na Fe3+ kwenye uso wa SDSS iliyoviringishwa baridi unaweza kubadilisha kemia ya ndani na kutoa eneo amilifu zaidi wakati wa kuvunjika kwa filamu ya oksidi na athari za kutu, kuruhusu tumbo la msingi la chuma kuendelea kuharibika, na kusababisha kutofautiana kwa ndani.mali na kupunguza mali ya kinga ya safu ya kupita.
K-inamaanisha makundi na vipenyo sambamba vya XAS katika eneo la ukingo la Fe L2.3 la X-PEEM ac iliyoharibika moto na df ya SDSS iliyoviringishwa kwa baridi.a, d K-inamaanisha viwanja vya nguzo vilivyowekwa juu ya picha za X-PEEM.Uwezo uliokokotolewa wa pseudoelectrode (Epseudo) umetajwa pamoja na njama ya nguzo ya K-njia.Mwangaza wa picha ya X-PEEM, kama rangi kwenye Mchoro 2 unalingana na nguvu ya ufyonzaji wa X-ray.
Kiasi sawa Cr lakini hali tofauti ya kemikali ya Fe husababisha uharibifu tofauti wa filamu ya oksidi na mifumo ya kutu katika Ce-2507 inayofanya kazi moto na inayoviringishwa kwa baridi.Mali hii ya Ce-2507 iliyovingirishwa baridi imesomwa vizuri.Kuhusiana na malezi ya oksidi na hidroksidi za Fe katika hewa iliyoko katika kazi hii isiyo na upande wowote, athari ni kama ifuatavyo.
Miitikio iliyo hapo juu hutokea katika hali zifuatazo kulingana na uchambuzi wa X-PEEM.Bega ndogo inayolingana na Fe0 inahusishwa na chuma cha msingi cha chuma.Mwitikio wa Fe ya metali pamoja na mazingira husababisha uundaji wa safu ya Fe(OH)2 (equation (5)), ambayo huongeza mawimbi ya Fe2+ katika Fe L-edge XAS.Mfiduo wa muda mrefu wa hewa unaweza kusababisha kutokea kwa oksidi za Fe3O4 na/au Fe2O3 baada ya Fe(OH)252,53.Aina mbili thabiti za Fe, Fe3O4 na Fe2O3, zinaweza pia kuunda katika safu tajiri ya kinga ya Cr3+, ambayo Fe3O4 inapendelea muundo wa sare na nata.Uwepo wa matokeo yote mawili katika hali mchanganyiko za oxidation (wigo wa XAS-1).Wigo wa XAS-2 hasa unalingana na Fe3O4.Wakati uchunguzi wa mwonekano wa XAS-3 katika sehemu kadhaa ulionyesha ubadilishaji kamili hadi γ-Fe2O3.Kwa kuwa kina cha kupenya kwa X-rays iliyofunuliwa ni karibu 50 nm, ishara kutoka kwa safu ya chini husababisha kiwango cha juu cha kilele cha A.
Wigo wa XPA unaonyesha kuwa kijenzi cha Fe katika filamu ya oksidi kina muundo wa tabaka pamoja na safu ya oksidi ya Cr.Tofauti na ishara za passivation kutokana na inhomogeneity ya ndani ya Cr2O3 wakati wa kutu, licha ya safu ya sare ya Cr2O3 katika kazi hii, upinzani wa chini wa kutu huzingatiwa katika kesi hii, hasa kwa vielelezo vya baridi.Tabia inayozingatiwa inaweza kueleweka kama kutofautiana kwa hali ya uoksidishaji wa kemikali katika safu ya juu (Fe), ambayo huathiri utendaji wa kutu.Kutokana na stoichiometry sawa ya safu ya juu (oksidi ya chuma) na safu ya chini (oksidi ya chromium) 52,53 mwingiliano bora (kujitoa) kati yao husababisha usafiri wa polepole wa ioni za chuma au oksijeni kwenye kimiani, ambayo, kwa upande wake, husababisha kuongezeka kwa upinzani wa kutu.Kwa hiyo, uwiano wa stoichiometric unaoendelea, yaani hali moja ya oxidation ya Fe, ni vyema kwa mabadiliko ya ghafla ya stoichiometric.SDSS iliyoharibika kwa joto ina uso unaofanana zaidi, safu ya kinga mnene, na upinzani bora wa kutu.Wakati kwa SDSS iliyovingirwa baridi, uwepo wa visiwa vya Fe3+-tajiri chini ya safu ya kinga hukiuka uadilifu wa uso na husababisha kutu ya galvanic na substrate iliyo karibu, ambayo inasababisha kushuka kwa kasi kwa Rp (Jedwali 1).Wigo wa EIS na upinzani wake wa kutu hupunguzwa.Inaweza kuonekana kuwa usambazaji wa ndani wa visiwa tajiri vya Fe3 + kutokana na deformation ya plastiki huathiri hasa upinzani wa kutu, ambayo ni mafanikio katika kazi hii.Kwa hivyo, utafiti huu unatoa picha za hadubini za spectroscopic za kupunguzwa kwa upinzani wa kutu wa sampuli za SDSS zilizosomwa na mbinu ya deformation ya plastiki.
Kwa kuongezea, ingawa uchanganyaji wa ardhi adimu katika vyuma vya awamu mbili huonyesha utendakazi bora, mwingiliano wa kipengele hiki cha ziada na tumbo la chuma mahususi katika suala la tabia ya kutu kulingana na hadubini ya angalizo bado ni ngumu.Kuonekana kwa ishara za Ce (kupitia kingo za XAS M) huonekana tu katika sehemu chache wakati wa kuviringisha kwa baridi, lakini hupotea wakati wa ubadilikaji moto wa SDSS, ikionyesha kunyesha kwa ndani kwa Ce kwenye tumbo la chuma, badala ya aloyi ya homogeneous.Ingawa haiboresha kwa kiasi kikubwa sifa za kiufundi za SDSS6,7, kuwepo kwa vipengele adimu vya dunia hupunguza saizi ya mijumuisho na inadhaniwa kuzuia shimo katika eneo la awali54.
Kwa kumalizia, kazi hii inafichua athari za kutofautiana kwa uso kwenye kutu ya 2507 SDSS iliyorekebishwa na cerium kwa kuhesabu maudhui ya kemikali ya vipengele vya nanoscale.Tunajibu swali kwa nini chuma cha pua huharibu hata chini ya safu ya oksidi ya kinga kwa kukadiria muundo wake mdogo, kemia ya uso, na usindikaji wa mawimbi kwa kutumia nguzo za K-njia.Imeanzishwa kuwa visiwa vyenye utajiri wa Fe3+, ikiwa ni pamoja na uratibu wao wa octahedral na tetrahedral pamoja na kipengele kizima cha mchanganyiko wa Fe2+/Fe3+, ni chanzo cha uharibifu na ulikaji wa filamu ya oksidi iliyovingirwa baridi ya SDSS.Nanoislands inayoongozwa na Fe3 + husababisha upinzani duni wa kutu hata mbele ya safu ya kutosha ya stoichiometric ya Cr2O3 ya kupita.Mbali na maendeleo ya kimbinu katika kubainisha athari za utofauti wa kemikali wa nanoscale kwenye kutu, kazi inayoendelea inatarajiwa kuhamasisha michakato ya uhandisi ili kuboresha upinzani wa kutu wa vyuma vya pua wakati wa kutengeneza chuma.
Ili kuandaa ingot ya Ce-2507 SDSS iliyotumiwa katika utafiti huu, utungaji mchanganyiko unaojumuisha aloi kuu ya Fe-Ce iliyotiwa muhuri na bomba la chuma safi iliyeyushwa katika tanuru ya kuingiza masafa ya kati ya kilo 150 ili kutoa chuma kilichoyeyuka na kumwaga ndani ya ukungu.Miundo ya kemikali iliyopimwa (wt%) imeorodheshwa katika Jedwali la Ziada 2. Ingoti hughushiwa kwanza katika vitalu vya moto.Kisha ilikuwa annealed saa 1050 ° C kwa dakika 60 ili kupata chuma katika hali ya ufumbuzi imara, na kisha kuzimishwa katika maji kwa joto la kawaida.Sampuli zilizofanyiwa utafiti zilichunguzwa kwa kina kwa kutumia TEM na DOE kuchunguza awamu, ukubwa wa nafaka na mofolojia.Maelezo zaidi kuhusu sampuli na mchakato wa uzalishaji yanaweza kupatikana katika vyanzo vingine6,7.
Sampuli za cylindrical (φ10 mm × 15 mm) kwa ukandamizaji wa moto zilisindika ili mhimili wa silinda iwe sawa na mwelekeo wa deformation wa block.Ukandamizaji wa joto la juu ulifanyika kwa joto mbalimbali katika aina mbalimbali za 1000-1150 ° C kwa kutumia simulator ya joto ya Gleeble-3800 kwa kiwango cha matatizo ya mara kwa mara katika aina mbalimbali za 0.01-10 s-1.Kabla ya deformation, sampuli zilichomwa moto kwa kiwango cha 10 ° C s-1 kwa dakika 2 kwa joto lililochaguliwa ili kuondokana na gradient ya joto.Baada ya kufikia usawaziko wa halijoto, sampuli iligeuzwa kuwa thamani ya kweli ya 0.7.Baada ya deformation, sampuli zilizimishwa mara moja na maji ili kuhifadhi muundo ulioharibika.Sampuli iliyoimarishwa hukatwa sambamba na mwelekeo wa ukandamizaji.Kwa utafiti huu mahususi, tulichagua sampuli iliyo na hali ya joto kali ya 1050°C, 10 s-1 kwa sababu ugumu mdogo uliozingatiwa ulikuwa wa juu kuliko vielelezo vingine7.
Sampuli kubwa (80 × 10 × 17 mm3) za suluhisho gumu la Ce-2507 zilitumika katika kinu cha safu-tatu cha LG-300 cha awamu tatu kisicholingana na sifa bora za kiufundi kati ya viwango vingine vyote vya deformation6.Kiwango cha matatizo na kupunguza unene kwa kila njia ni 0.2 m·s-1 na 5%, kwa mtiririko huo.
Kituo cha kufanya kazi cha kemikali ya kielektroniki cha Autolab PGSTAT128N kilitumika kwa vipimo vya kemikali ya kielektroniki vya SDSS baada ya baridi kupinduka hadi kupungua kwa unene kwa 90% (1.0 sawa na aina ya kweli) na baada ya kusukuma kwa joto la 1050°C kwa 10 s-1 hadi mseto wa kweli wa 0.7.Kituo cha kufanyia kazi kina seli ya elektrodi tatu iliyo na elektrodi iliyojaa ya kalori kama elektrodi ya marejeleo, elektrodi ya kihesabu cha grafiti, na sampuli ya SDSS kama elektrodi inayofanya kazi.Sampuli zilikatwa kwenye mitungi yenye kipenyo cha 11.3 mm, kwa pande ambazo waya za shaba ziliuzwa.Kisha sampuli ziliwekwa na epoxy, na kuacha eneo la kazi la 1 cm2 kama electrode inayofanya kazi (upande wa chini wa sampuli ya silinda).Kuwa mwangalifu wakati wa kutibu epoxy na mchanga unaofuata na polishing ili kuzuia kupasuka.Nyuso za kazi zilisagwa na kung'arishwa kwa kusimamishwa kwa ung'arisha almasi na chembe ya 1 μm, kuoshwa na maji yaliyosafishwa na ethanol, na kukaushwa kwenye hewa baridi.Kabla ya vipimo vya kielektroniki, sampuli zilizosafishwa ziliwekwa wazi kwa hewa kwa siku kadhaa ili kuunda filamu ya asili ya oksidi.Mmumunyo wa maji wa FeCl3 (6.0 wt%), umetulia hadi pH = 1.0 ± 0.01 kwa kutumia HCl kulingana na mapendekezo ya ASTM, hutumika kuharakisha ulikaji wa chuma cha pua55 kwa sababu husababisha ulikaji ikiwa kuna ioni za kloridi zenye uwezo mkubwa wa vioksidishaji na pH ya chini ya G2 na viwango vya chini vya G2 ya Mazingira.Ingiza sampuli kwenye suluhisho la jaribio kwa saa 1 ili kufikia hali ya uthabiti kabla ya kufanya vipimo vyovyote.Kwa sampuli za suluhisho dhabiti, za moto, na zilizovingirishwa kwa baridi, vipimo vya impedance vilifanyika kwa uwezekano wa mzunguko wa wazi (OPC) wa 0.39, 0.33, na 0.25 V, kwa mtiririko huo, katika safu ya mzunguko kutoka 1 105 hadi 0.1 Hz na amplitude ya 5 mV.Vipimo vyote vya kemikali vilirudiwa angalau mara 3 chini ya hali sawa ili kuhakikisha uzalishwaji wa data.
Kwa vipimo vya HE-SXRD, vitalu vya chuma vya mstatili vyenye ukubwa wa 1 × 1 × 1.5 mm3 vilipimwa ili kukadiria utungaji wa awamu ya boriti wa wiggler ya nishati ya juu ya Brockhouse huko CLS, Kanada56.Ukusanyaji wa data ulifanyika katika jiometri ya Debye-Scherrer au jiometri ya maambukizi kwenye joto la kawaida.Urefu wa wimbi la X-ray uliorekebishwa kwa kidhibiti cha LaB6 ni 0.212561 Å, ambayo inalingana na keV 58, ambayo ni ya juu zaidi kuliko ile ya Cu Kaa (8 keV) inayotumika sana kama chanzo cha eksirei ya maabara.Sampuli ilikuwa iko umbali wa 740 mm kutoka kwa detector.Kiasi cha kugundua cha kila sampuli ni 0.2 × 0.3 × 1.5 mm3, ambayo imedhamiriwa na saizi ya boriti na unene wa sampuli.Data yote ilikusanywa kwa kutumia kitambua eneo la Perkin Elmer, kigunduzi cha X-ray cha paneli bapa, pikseli 200 µm, 40×40 cm2 kwa kutumia muda wa kukaribia aliyeambukizwa wa 0.3 s na fremu 120.
Vipimo vya X-PEEM vya mifumo miwili ya kielelezo iliyochaguliwa vilifanywa katika kituo cha mwisho cha Beamline MAXPEEM PEEM katika maabara ya MAX IV (Lund, Sweden).Sampuli ziliandaliwa kwa njia sawa na kwa vipimo vya electrochemical.Sampuli zilizotayarishwa ziliwekwa hewani kwa siku kadhaa na kuondolewa gesi kwenye chemba ya utupu ya hali ya juu kabla ya kuwashwa na fotoni za synchrotron.Azimio la nishati la laini ya boriti lilipatikana kwa kupima wigo wa mavuno ya ioni katika eneo la msisimko kutoka N 1 s hadi 1\(\pi _g^ \st\) karibu na hv = 401 eV katika N2 kwa utegemezi wa nishati ya fotoni kwenye E3/2 , 57. Ukadiriaji wa kipimo cha wigo wa mstari wa 0 wa kipimo cha ΔE. Kwa hivyo, azimio la nishati la beamline lilikadiriwa kuwa E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 na flux ≈1012 ph/s kwa kutumia monochromator iliyorekebishwa ya SX-700 yenye grating ya Si 1200-mm−1 kwa Fe 2p L2, Crdge2, Crdge2, Crdge2 edge2, Crdge2 edge2 ya Fe 2p L3, Crdge2 edge2 edge2. na Ce M4,5 makali. Kwa hivyo, azimio la nishati la beamline lilikadiriwa kuwa E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 na flux ≈1012 ph/s kwa kutumia monochromator iliyorekebishwa ya SX-700 yenye grating ya Si 1200-mm−1 kwa Fe 2p L3 edge. na Ce M4.5 makali. Таким образом, энергетическое разрешение канала пучка было оценено как E/∆E = 700 эВ/0,3 эВ > 2000 na поток ≈1012 нохроматора SX-700 с решеткой Si 1200 штрихов/мм для Fe кромка 2p L2,3, кромка Cr 2p L2,3, кромка Ni 2p L2,3 na кромка Ce M4,5. Kwa hivyo, utatuzi wa nishati ya chaneli ya boriti ilikadiriwa kuwa E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 na flux ≈1012 f/s kwa kutumia monochromator iliyorekebishwa ya SX-700 na grating ya Si ya mistari 1200/mm kwa Fe edge 2p L2 ,3, Cep 2 edge na CEP Edge2. 4.5.因此，光束线能量分辨率估计為E/ΔE = 700 eV/0.3 eV > 2000 和通量≈1012 ph/s，通过使用带有1Si 120mm -700 单色器用于Fe 2p L2,3 边缘、Cr 2p L2,3 边缘、Ni 2p L2,3 边缘和Ce M4,5 边缘.因此 , 光束线 能量 分辨率 為 為 為 δe = 700 EV/0.3 EV> 2000 和 ≈1012 PH/S , 使用 带有 带有 12 mm 使用 带有 带有 12 mm SX-700 单色器 于 于 用 用 用Fe 2p L2.3 边缘、Cr 2p L2.3 边缘、Ni 2p L2.3 边缘和Ce M4.5 边缘.Kwa hivyo, wakati wa kutumia monochromator ya SX-700 iliyobadilishwa na mstari wa 1200 Si grating.3, Cr edge 2p L2.3, Ni edge 2p L2.3 na Ce edge M4.5.Changanua nishati ya fotoni katika hatua 0.2 eV.Katika kila nishati, picha za PEEM zilirekodiwa kwa kutumia kigunduzi cha CMOS kilichounganishwa na nyuzinyuzi cha TVIPS F-216 chenye mapipa 2 x 2, ambayo hutoa mwonekano wa saizi 1024 × 1024 katika uwanja wa mwonekano wa 20 µm.Muda wa kuonyeshwa picha ulikuwa sekunde 0.2, wastani wa fremu 16.Nishati ya picha ya photoelectron huchaguliwa kwa njia ya kutoa ishara ya juu ya elektroni ya sekondari.Vipimo vyote vilifanywa kwa matukio ya kawaida kwa kutumia boriti ya picha yenye polarized.Maelezo zaidi kuhusu vipimo yanaweza kupatikana katika utafiti uliopita.Baada ya kusoma hali ya kugundua jumla ya mavuno ya elektroni (TEY) na matumizi yake katika X-PEEM49, kina cha majaribio cha njia hii kinakadiriwa kuwa takriban nm 4-5 kwa mawimbi ya Cr na karibu nm 6 kwa Fe.Kina cha Cr kiko karibu sana na unene wa filamu ya oksidi (~4 nm)60,61 huku kina cha Fe ni kikubwa kuliko unene.XRD iliyokusanywa kwenye ukingo wa Fe L ni mchanganyiko wa XRD ya oksidi za chuma na Fe0 kutoka kwenye tumbo.Katika kesi ya kwanza, nguvu ya elektroni iliyotolewa hutoka kwa aina zote zinazowezekana za elektroni zinazochangia TEY.Hata hivyo, ishara ya chuma safi inahitaji nishati ya juu zaidi ya kinetiki ili elektroni zipitie safu ya oksidi hadi kwenye uso na kukusanywa na kichanganuzi.Katika kesi hiyo, ishara ya Fe0 ni hasa kutokana na elektroni za LVV Auger, pamoja na elektroni za sekondari zinazotolewa nao.Kwa kuongezea, ukubwa wa TEY unaochangiwa na elektroni hizi kuharibika wakati wa njia ya kutoroka ya elektroni, na hivyo kupunguza zaidi mwitikio wa spectral wa Fe0 katika ramani ya XAS ya chuma.
Kuunganisha uchimbaji wa data katika mchemraba wa data (data ya X-PEEM) ni hatua muhimu katika kutoa taarifa muhimu (kemikali au mali ya kimwili) katika mbinu ya multidimensional.K-njia nguzo hutumiwa sana katika nyanja kadhaa, ikijumuisha kuona kwa mashine, uchakataji wa picha, utambuzi wa muundo usiosimamiwa, akili bandia na uchanganuzi wa uainishaji.Kwa mfano, nguzo ya K-njia imefanya vyema katika kuunganisha data ya picha ya hyperspectral.Kimsingi, kwa data yenye vipengele vingi, algorithm ya K-njia inaweza kuziweka kwa urahisi kulingana na taarifa kuhusu sifa zao (mali ya nishati ya photon).K-njia nguzo ni algoriti inayojirudia ya kugawanya data katika vikundi vya K visivyopishana (vikundi), ambapo kila pikseli ni ya nguzo mahususi kulingana na usambazaji wa anga wa utofauti wa kemikali katika muundo wa miundo midogo ya chuma.Algorithm ya K-njia inajumuisha hatua mbili: katika hatua ya kwanza, sentimita za K huhesabiwa, na katika hatua ya pili, kila nukta hupewa nguzo na sentimita za jirani.Sehemu ya katikati ya uzito wa nguzo inafafanuliwa kama maana ya hesabu ya pointi za data (wigo wa XAS) kwa nguzo hiyo.Kuna umbali tofauti wa kufafanua centroids jirani kama umbali wa Euclidean.Kwa taswira ya ingizo ya px,y (ambapo x na y ni azimio katika saizi), CK ni kitovu cha mvuto wa nguzo;basi picha hii inaweza kugawanywa (kuunganishwa) katika vikundi vya K kwa kutumia K-means63.Hatua za mwisho za algorithm ya nguzo ya K-njia ni:
Hatua ya 2. Hesabu uanachama wa saizi zote kulingana na centroid ya sasa.Kwa mfano, inakokotolewa kutoka umbali wa Euclidean d kati ya katikati na kila pikseli:
Hatua ya 3 Agiza kila pikseli kwa centroid iliyo karibu zaidi.Kisha hesabu tena nafasi za K kama ifuatavyo:
Hatua ya 4. Rudia mchakato (equations (7) na (8)) hadi centroids ziungane.Matokeo ya mwisho ya ubora wa nguzo yanahusiana kwa nguvu na chaguo bora zaidi la sentimita za mwanzo.Kwa muundo wa data wa PEEM wa picha za chuma, kwa kawaida X (x × y × λ) ni mchemraba wa data ya safu ya 3D, ilhali shoka za x na y zinawakilisha maelezo ya anga (azimio la pikseli) na mhimili λ hulingana na fotoni.picha ya spectral ya nishati.Algoriti ya K-means inatumika kuchunguza maeneo yanayovutia data ya X-PEEM kwa kutenganisha pikseli (vikundi au vizuizi vidogo) kulingana na vipengele vyake vya spectral na kutoa vipenyo bora zaidi (wasifu wa spectral wa XAS) kwa kila uchanganuzi.nguzo).Inatumika kusoma usambazaji wa anga, mabadiliko ya taswira ya ndani, tabia ya oksidi, na hali za kemikali.Kwa mfano, algoriti ya kuunganisha K-njia ilitumika kwa maeneo ya Fe L-edge na Cr L-edge katika X-PEEM inayofanya kazi moto na inayozungushwa baridi.Nambari mbalimbali za nguzo za K (maeneo ya muundo mdogo) zilijaribiwa ili kupata nguzo na centroids zinazofaa zaidi.Nambari hizi zinapoonyeshwa, saizi zinatumwa tena kwa nguzo zinazolingana.Kila usambazaji wa rangi unafanana na katikati ya nguzo, inayoonyesha mpangilio wa anga wa vitu vya kemikali au kimwili.Senti zilizotolewa ni michanganyiko ya mstari wa mwonekano safi.
Data inayounga mkono matokeo ya utafiti huu inapatikana kwa ombi linalofaa kutoka kwa mwandishi wa WC husika.
Sieurin, H. & Sandström, R. Ugumu wa kuvunjika kwa chuma cha pua cha duplex kilichochochewa. Sieurin, H. & Sandström, R. Ugumu wa kuvunjika kwa chuma cha pua cha duplex kilichochochewa. Sieurin, H. & Sandström, R. Вязкость разрушения сварной дуплексной нержавеющей стали. Sieurin, H. & Sandström, R. Ugumu wa kuvunjika kwa chuma cha pua cha duplex kilichochochewa. Sieurin, H. & Sandström, R. 焊接双相不锈钢的断裂韧性. Sieurin, H. & Sandstrom, R. 焊接双相不锈钢的断裂韧性. Sieurin, H. & Sandström, R. Вязкость разрушения сварных дуплексных нержавеющих сталей. Sieurin, H. & Sandström, R. Ugumu wa kuvunjika kwa vyuma viwili vya pua vilivyochochewa.Britannia.Sehemu ya sehemu.manyoya.73, 377–390 (2006).
Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Ustahimilivu wa kutu wa duplex vyuma vya pua katika asidi za kikaboni zilizochaguliwa na mazingira ya asidi-hai/kloridi. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Ustahimilivu wa kutu wa duplex vyuma vya pua katika asidi za kikaboni zilizochaguliwa na mazingira ya asidi-hai/kloridi.Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J. Kh.na Van Der Merwe, J. Ustahimilivu wa kutu wa duplex vyuma vya pua katika mazingira yenye asidi za kikaboni na asidi/kloridi za kikaboni. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. 双相不锈钢在选定的有机酸和有机酸/氯化物环境中的耐腐蚀性. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. 双相chuma cha pua katika特定的organic酸和organic酸/klorini mazingira的耐过性性.Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J. Kh.na Van Der Merwe, J. Upinzani wa kutu wa duplex vyuma vya pua katika mazingira yaliyochaguliwa ya asidi za kikaboni na asidi za kikaboni/kloridi.kihifadhi.Mbinu za Nyenzo 57, 107–117 (2010).
Barrera, S. et al.Tabia ya kutu-oxidative ya aloi mbili za Fe-Al-Mn-C.Nyenzo 12, 2572 (2019).
Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. & Balikoev, A. Kizazi kipya cha vyuma vya super duplex kwa vifaa vya gesi na uzalishaji wa mafuta. Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. & Balikoev, A. Kizazi kipya cha vyuma vya super duplex kwa vifaa vya gesi na uzalishaji wa mafuta.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. Kizazi kipya cha chuma cha super duplex kwa vifaa vya uzalishaji wa mafuta na gesi.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. Kizazi kipya cha vyuma vya super duplex kwa vifaa vya uzalishaji wa gesi na mafuta.Webinar E3S 121, 04007 (2019).
Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Uchunguzi wa tabia ya deformation ya moto ya daraja la duplex chuma cha pua 2507. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Uchunguzi wa tabia ya deformation ya moto ya daraja la duplex chuma cha pua 2507. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Исследование поведения горячей деформации дуплексной нержавеющей стали марки 2507. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Utafiti wa Tabia ya Ubadilishaji Moto wa Aina ya 2507 Duplex Chuma cha pua.Chuma. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. 双相不锈钢2507 级热变形行為的研究. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. 2507 级热变形行為的研究。Kingklang, S. na Utaisansuk, V. Uchunguzi wa Tabia ya Ubadilishaji Moto wa Aina ya 2507 Duplex Chuma cha pua.Chuma.alma mater.mawazo.48, 95–108 (2017).
Zhou, T. et al.Athari ya kudhibiti ubaridi kwenye muundo mdogo na sifa za kiufundi za chuma cha pua cha cerium-modified super-duplex SAF 2507.alma mater.sayansi.Britannia.A 766, 138352 (2019).
Zhou, T. et al.Sifa za kimuundo na kimuundo zinazochochewa na ugeuzaji joto wa chuma cha pua cha cerium-modified super-duplex SAF 2507.J. Alma mater.tank ya kuhifadhi.teknolojia.9, 8379–8390 (2020).
Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Athari ya vipengele adimu vya dunia kwenye tabia ya oxidation ya joto la juu ya chuma austenitic. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Athari ya vipengele adimu vya dunia kwenye tabia ya oxidation ya joto la juu ya chuma austenitic.Zheng Z., Wang S., Long J., Wang J. na Zheng K. Ushawishi wa vipengele adimu vya dunia kwenye tabia ya chuma austenitic chini ya oxidation ya joto la juu. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. 稀土元素对奥氏体钢高温氧化行為的影响. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K.Zheng Z., Wang S., Long J., Wang J. na Zheng K. Ushawishi wa vipengele adimu vya dunia kwenye tabia ya vyuma vya austenitic kwenye oksidi ya joto la juu.korosi.sayansi.164, 108359 (2020).
Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Madhara ya Ce kwenye muundo mdogo na sifa za vyuma vya pua vya 27Cr-3.8Mo-2Ni super-ferritic. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Madhara ya Ce kwenye muundo mdogo na sifa za vyuma vya pua vya 27Cr-3.8Mo-2Ni super-ferritic.Li Y., Yang G., Jiang Z., Chen K. na Sun S. Ushawishi wa Se kwenye muundo mdogo na mali ya chuma cha pua cha superferritic 27Cr-3,8Mo-2Ni. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Ce 对27Cr-3.8Mo-2Ni 超铁素体不锈钢的显微组织和性能的影响. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Athari ya Ce kwenye muundo mdogo na sifa za chuma cha pua cha 27Cr-3.8Mo-2Ni super-steel. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Влияние Ce на микроструктуру и свойства суперферритной нержавеющей стали 27Cr-3,8Mo-2Ni. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Athari ya Ce kwenye muundo mdogo na sifa za chuma cha pua cha superferritic 27Cr-3,8Mo-2Ni.Ishara ya chuma.Steelmak 47, 67–76 (2020).